SDF系列测缝计

  1 简述
    SDF系列振弦式测缝计由高强度钢丝制成的应变体（振弦）和位移转化体、外体由不锈钢制成、磁芯为我厂的专利技术。
  2 特性
    长期在恶劣的环境下稳定工作；结构简单、紧凑、合理，抗震性能好、安装方便工作稳定可靠；高精度及高分辨率，量程达100mm，伸、缩范围可调；频率稳定，不受电缆电阻等因素的影响进行长距离传输和自动化监测；温度测量（用户要求时可提供）。广泛应用于水利水电、矿山、铁路公路、地下洞室等岩土工程中的监测。
3 技术指标
   我厂生产多种SDF系列测缝计的规格技术参数见表1和表2
                    表1                       SDF系列测缝计规格型号表

             表2                       SDF系列测缝计主要技术指标表

                 说明：测缝计分为普通型和特殊型两种：

               普通型：承受水压力0.5MPa (出厂值0.6MPa)。

               特殊型：承受水压力≥3.0Mpa。

4 验收与保管
   承诺：我厂生产的仪器及配件，如用户在验收过程中发现质量问题（由人为因素或使用不当损坏除外），我厂负责免费维修或更换。
4.1 SDF系列测缝计部件
   详见装箱单。
4.2 开箱检查
   用户收到测缝计后，开箱验收，箱内装有装箱单、检验合格证、测缝计使用说明书等。
4.3 数量核对
   按装箱单的各项内容核对箱内测缝计及附件数量，如有缺损请及时与我厂联系。
4.4 外观检查
   仔细查看测缝计外部有无损伤痕迹，锈斑等。
4.5 绝缘检查
   用兆欧表测测缝计本身的绝缘值应大于200 MΩ。
4.6 读数检测
   用二次仪表(频率计) 测读测缝计在自由状态的读数，根据我厂测缝计率定记录表判定传感器工作是否正常，如传感器工作不正常及时与我厂联系。
4.7 搬运保管
   测缝计运输时应小心轻放，勿剧烈震动和碰撞。测缝计应放置在通风干燥的环境中保管。

5 检验及安装埋设
   SDF系列测缝计的埋设原则上需按国家或地区的有关规程规范实施，我厂提供的检验和埋设方法仅为参考。
5.1率定、检验项目
   现场对SDF系列测缝计检验，一般情况下，主要进行灵敏系数（K）、温度灵敏系数（α）、温度补偿系数（b）的率定，另外还需对应变计和电缆的防水性能检验。
5.1.1 灵敏系数K率定
   测缝计使用大校正仪进行率定，大量程的测缝计使用标准块规进行率定，分级和级差可按厂家的分级和级差实施。随测缝计附有厂家提供的灵敏系数K的率定资料。
5.1.2 温度灵敏系数α率定
   测缝计内的温度计测试时为直读温度值，温度灵敏系数α实际上是它与标准温度计的固定的误差，其误差一般在±0.1℃以内，且是常数，随仪器附有厂家的率定资料，可不进行率定。如需要率定，使用恒温水葙、标准温度计进行温度率定。
5.1.3 温度补偿系数b率定
   厂家对测缝计的温度补偿系数b进行了严格的率定，随仪器附有厂家的b值，为固定常数。
5.2 率定结果计算
5.2.1 灵敏系数K
   建议使用式1、式2、式3、计算传感器的灵敏系数K：
                         （式1）
                                          （式2）
                             （式3）
   式中：
   K─灵敏系数（ ）； n ─ 率定级数； x─（ ）； ─ ；
   y ─ ； A ─ 修正系数； R─线性相关系数；
5.2.2 温度灵敏系数α计算
   前述测缝计的温度灵敏系数（α）实际上是它与标准温度计的固定的误差，建议采用厂家的α值，α ＝±0.01，现场可不进行率定。如需进行温度灵敏系数α率定，同样使用（式1）、（式2）、（式3）计算α值另外，也可以采取算术平均法计算平均误差，根据误差的正、负进行修正即可。
  K＝α ─ 温度灵敏系数； n ─ 率定级数； x ─ 仪器内温度计读数(℃ )
  y ─ 标准温度计读数(℃)； A ─ 修正系数； R ─ 线性相关系数；
5.2.3温度补偿系数（b）计算
   温度补偿系数（b）现场不需要率定，建议采用厂家值。
5.3 防水检验
   一般情况下，测缝计和电缆的防水检验可将其置入容器中浸泡24小时以上，然后测试绝缘值，绝缘应大于200 MΩ。如测缝计在有水压作用环境下运行，其防水性能需在压力容器中加压检验，最高压力值根据测缝计所处位置确定，检验压力一般为额定压力的1.2倍，加压到规定的压力值后测试其读数（在加压情况下测缝计的读数有所变化属正常）和绝缘值，其绝缘值要求大于200 MΩ。
5.4 电缆连接
    测缝计引出4芯电缆，以芯线的颜色区分传感器和温度计，其中：红色和黑色（不分正负极）为传感器频率测试的引线，绿、白两色（不分正负极）为温度计的引线。导线连接参见“附图1为单支传感器测试时导线连接示意图”。
    在现场加长测缝计的电缆时，先将电缆头护层剥开40~50mm，注意不要破坏屏蔽层，然后按照芯线的颜色错落（台阶式）依次剥开绝缘层，剥绝缘层时应避免将导体碰伤，芯线的焊接必须牢固，各芯线之间必须有绝缘层隔离，另外，屏蔽层也需要连接。
    电缆接头有两种密封方法，一是硫化法，二是热缩管法，至于采用任何一种连接方法，应按规范规定或设计要求实施。
5.5 仪器编号
     建议在电缆连接结束后即进行编号工序，在引出电缆上隔一定间距（10～15m）设置仪器编号，仪器编号需由2人操作，再由其他人员进行复核。
5.6内部测缝计埋设
5.6.1 钻孔
    在设计布置测缝计埋设部位按设计要求钻测缝计埋设孔或预留测缝计埋设孔，清洗钻孔。见附图2钻孔或表面测缝计埋设示意图
5.6.2 安置
    在测缝计的波纹管上用纱布包裹作为隔离层，如需加长杆时将测缝计与其连接，衬砌混凝土浇筑前24小时，将测缝计置入钻孔中并用水泥砂浆封堵，封堵时注意测缝计的中部置于缝隙处。
5.6.3 覆盖
    混凝土浇筑前将测缝计的测值调试到设计要求值，混凝土浇筑过程中和浇筑到测缝计埋设位置时，由专人值班，必须避免混凝土下料时直接冲击在测缝计上将其损坏。
5.7表面测缝计埋设
5.7.1 钻支杆孔
    在设计布置测缝计埋设部位按设计要求使用冲击钻钻孔（φ14～φ16mm，深约100mm），用水将钻孔冲洗干净。见附图2钻孔或表面测缝计埋设示意图
5.7.2安装埋设
    先将砂浆回填入钻孔中，再将两个固定支座支杆在钻孔内，然后把测缝计安装在固定支座上，调试测缝计的测值到砂浆要求值，固定测缝计即可监测。
5.8表面三向测缝计埋设
5.8.1 钻孔
表面三向测缝计的结构有多种，我厂可应用户的要求提供各种表面三向测缝计。在设计布置测缝计埋设部位按设计要求钻测缝计支座支杆埋设孔并清洗钻孔。见附图3表面三向测缝计埋设示意图
5.8.1 安装埋设
    将A、B两个固定支座安装入钻孔并固定。然后将测缝计安装在相应的固定支座上,依次调试各测缝计的测值，注意，调试时必须先将紧固测缝计一端固定，同时将频率计与传感器联接，调试测缝计的读数在设计要求范围，满足设计要求再紧固测缝计的另一固定端，最后安装保护装置（保护装置用户自行加工或由厂家配置）
5.4 电缆埋设
    测缝计埋设完后，按设计要求走向敷设电缆，严格防止各种油类沾污腐蚀电缆，经常保持电缆的干燥和清洁。电缆牵引时尽可能埋入混凝土中，或挖槽埋设，混凝土保护层厚度不小于10cm。在无法埋入时，尽可能穿管保护，保护管固定牢固。当电缆跨施工缝或结构缝时，采用穿管过缝的保护措施，电缆在管中的部分应尽量采取S形走式，防止由于缝面张开而拉断电缆。电缆一时不能引入监测站时，要设临时测站，可采用预埋电缆储藏箱作为临时测站。
5.5 防雷措施
    在雷击区，测缝计应与当地的防雷设施连接。

6 测读方法
6.1观测基准值的确定
    测缝计的基准值按规程规范确定。也可根据埋设点的结构状况而定，一般可取其开始受力时或混凝土或砂浆初凝结束时的测值作为基准值。
6.2 测试
6.2.1 现场就近测试
    单支测缝计测试时，先将频率计上的导线与测缝计的红色和黑色（不分正负极）导线连接，依次测试各传感器的测值。
然后，将频率计上的两根导线与温度测试的绿、白两色（不分正负极）导线连接即可测读温度。
6.2.2 引入集线箱测试
    SDW系列测缝计远距离有线传输可达2000米以上，传感器的导线引入集线箱测试时，频率值和温度值测试需各占用一个通道。将频率计上的两根导线与集线箱上的出线端子相连（不分正负极），依次测试频率值和温度。
6.2.3 联接入自动化系统测试
    目前，自动化系统一般都可接受电流、电压、电阻、频率和各种桥路的输入，只要按自动化系统要求的连接方式将SDW系列测缝计的频率导线和温度导线与其连接即可。

7 结果计算
7.1裂缝张合量计算
   利用式（4）计算被测结构的缝隙张合量：
                          （4）
   式中：
   F─张合量 (mm)； K─灵敏系数(mm/Hz2)； A ─修正系数；
   ─频率平方差( )； ─X时刻的频率值； ─初始频率值；
7.2“A”值修正
    在利用最小二乘法计算测缝计的参数中， “式（4）”中的“修正系数─A”，它是标准回归线与0点的截距，是一个常量，另外，当线性相关系数“R”达到±0.999以上时截距的数值很小，在进行监测结果的计算时，可视具体情况确定取舍。
7.3“b”值修正
   测缝计无需考虑温度修正。

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